心脏远程监护系统

心脏远程监护系统（精选七篇）

心脏远程监护系统篇1

1 资料与方法

1.1 临床资料

选取本院2013年9月‐2014年9月收治的90例心血管疾病患者作为观察对象。将90例患者随机分为对照组和研究组, 每组各45例。对照组患者, 年龄45~78岁, 平均 (61.5±4.8) 岁;高血压患者20例, 冠状动脉粥样硬化性心脏病 (冠心病) 患者25例, 该组患者不用心脏远程监护系统进行心血管疾病监护。研究组患者, 年龄41~80岁, 平均 (60.5±7.1) 岁;高血压患者23例, 冠心病患者22例, 该组患者采用心脏远程监护系统进行心血管疾病监护。两组患者年龄、性别和疾病类型等资料比较差异无统计学意义, 具有可比性 (P>0.05) 。

1.2 方法

对照组患者根据患者的具体情况采用降压、降脂药物进行常规治疗, 饮食主要是低盐、高蛋白和低脂肪。研究组患者在对照组基础上应用心脏远程监护系统进行心血管疾病监护, 型号为JX54700034杰韦弗, 心电数据的采样率为250.00 Hz, 采集频宽为0.05~60.00 Hz, 心电图的连续储存时间为24 h[2]。在使用心脏远程监护系统的过程中对患者的情况进行严密观察, 以确保心脏远程监护系统的作用得以较好的发挥。

1.3 评定标准

在3个月后, 对患者的临床症状表现以及指标控制情况进行评定。并从显效、有效和无效3方面评定其疾病治疗的有效性, 从而判定心脏远程监护系统的应用价值。显效:患者的临床症状表现显著改善, 指标得到有效控制;有效:患者的临床症状表现有所改善, 指标得到一定控制;无效:患者的临床症状表现无任何改善, 指标未得到控制。有效率= (显效+有效) /各组总例数×100%; (1 mm Hg=0.133 k Pa) 。

1.4 统计学方法

全部数据均使用SPSS 20.0软件包进行分析。计量资料采用均数±标准差 (±s) 表示, 行t检验;计数资料采用χ2进行检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者疾病治疗的有效率比较

经分析后发现, 研究组疾病治疗的有效率为95.56%, 对照组为82.22%, 研究组疾病治疗的有效率明显比对照组高, 组间比较差异有统计学意义 (P<0.05) , 表明心脏远程监护系统能够较好地辅助心血管疾病患者的治疗, 见表1。

注:†与对照组比较, P<0.05。

2.2 两组患者指标控制情况比较

经观察后发现, 对照组动脉硬化的指数为 (4.4±1.3) Al, 血压控制的指数为 (139±9) mm Hg;研究组动脉硬化的指数为 (3.5±1.1) Al, 血压控制的指数为 (125±11) mm Hg, 研究组患者的指标控制情况显著优于对照组 (t=3.525、6.607;P<0.05) , 表明将心脏远程监护系统充分应用到心血管疾病中能够有效控制患者的指标情况。

3 讨论

心血管疾病的发病通常比较危急, 一旦发作就很有可能导致患者出现猝死现象。因而对心血管疾病患者, 潜在的心脏病人群进行及时、有效的早期诊断就显得尤为重要[3]。随着医疗技术的不断发展, 心脏远程监护系统在心血管疾病患者中获得了较为广泛的应用, 在心脏远程监护系统中, 通用分组无线服务 (general packet radio service, GPRS) 移动网络是数据监测的主要通道, 患者只要在有网络的地方就能将数据发送到相关医院的监护中心, 并由医生诊断后将结果反馈给患者, 从而便于及时采取针对性的预防及治疗措施[4]。从本次研究结果可以看出, 应用心脏远程监护系统的心血管疾病患者疾病治疗的有效率及指标控制情况均显著优于对照组, 表明心脏远程监护系统在心血管疾病治疗中发挥着十分重要的应用价值, 因此, 相关医务人员要以患者的实际情况为依据对心脏远程监护系统给予充分应用。

综上所述, 对心血管疾病患者应用科学、有效的心脏远程监护系统, 能够为心血管疾病患者的治疗提供可靠的辅助治疗作用, 为患者指标控制情况的改善提供借鉴依据, 值得在临床中推广及应用。

摘要：目的对心脏远程监护系统在心血管疾病患者中的应用价值进行观察分析。方法选取该院2013年9月‐2014年9月收治的心血管疾病患者90例作为研究对象, 随机平均分为对照组及研究组。研究组患者应用心脏远程监护系统;对照组患者不使用心脏远程监护系统。回顾性分析两组患者的临床资料。结果研究组疾病治疗的有效率95.56%、指标控制情况均显著优于对照组 (P<0.05) 。结论将心脏远程监护系统有效应用到心血管疾病患者中能够取得较好的监护效果, 为心血管疾病提供参考依据。

关键词：心脏远程监护系统,心血管疾病

参考文献

[1]陈磊.心脏远程监护系统对高血压患者心律失常的诊断价值和临床意义[J].中国医药指南, 2011, 9 (13) :221-222.

[2]董能斌, 胡凯, 方永祥, 等.心脏远程实时监护系统在院前抢救中的应用[J].江苏实用心电学杂志, 2014, 23 (6) :385-386.

[3]叶胜业.心脏远程监护系统对心血管疾病的临床应用分析[J].健康必读, 2012, 11 (12) :220.

心脏远程监护仪手动记录的临床意义篇2

1 病例介绍

患者,女,52岁,既往有更年期综合征病史2年,阵发性心悸半年余。2006年3月7日佩带iHolter,次日07:44:08感心悸时手动发送心电图显示窦性心律不齐,见图1。

患者,女,75岁,阵发性心慌伴一过性黑朦半年余。2007年6月29日佩带iHolter,当日22:54:11感视物模糊、乏力时手动发送心电图显示窦性停搏,结性逸搏,见图2。

患者,男,49岁,心悸、胸闷1周。2006年9月15日佩带iHolter,次日07:41:15感心悸时手动发送心电图显示快心室率型心房扑动,呈2:1传导,见图3。

患者,男,13岁,心搏脱漏感5d。2006年12月24日佩带iHolter,当日11:10:26感心悸时手动发送心电图显示频发室性早搏,有时呈二联律,见图4。

患者,女,75岁,阵发性胸闷、心前区疼痛3月。2006年10月16日佩带iHolter,当日14:50:00感心前区疼痛时手动发送心电图显示ST-T改变,见图5。

患者,女,38岁,心前区不适、心悸4 d。2007年1月2日佩带iHolter,当日17:01:05感心悸时手动发送心电图显示A型预激综合征,见图6。

2 讨论

心脏病发作具有偶然性和突发性,给患者带来很大的痛苦以至危及生命。除非严重心脏病患者外,大多数以心慌、胸闷或胸痛为主诉的心脏病患者到医院就诊时,往往症状已消失或常规心电图无异常,由于不能捕捉到明显的心电异常信息而失去早期诊断和干预的机会[2]。

上世纪五十年代美国的Norman Jeff Holter研制成一个能以60倍于记录带速回放的磁带回放机构[3],后其经进一步改造制成了动态心电获取系统。动态心电图可长时间(24 h)记录患者的心电活动,较常规心电图有了长足进步,已被确定为最有效的非侵入性诊断手段之一[4]。但其只能回顾监护信息,一方面若记录当天无症状,不能反映真实情况;一方面发病时无法得到及时的诊断与救治指导,甚至有些患者在佩带过程中发生猝死。另外动态心电图受地域和时间的限制,使用起来极不方便[5,6]。

电话传输心电图可通过固定电话传输实现远程监护,具有操作简便、传输距离远、诊断实时快速等优点,而且可长期监测,持续数天到1～2周,甚至1个月以上。但由于只能通过固定电话传输,其使用亦受到一定的地域限制[6,7]。

心脏远程监护仪iHolter克服了上述诊断仪器的不足,不受时间限制,可佩带多日。它采用循环记录方式,始终存储最近24 h的心电图,保存于B区,用于USB回放,相当于Holter功能。实时发送(包括自动报警或手工发送)时,每次上传72 s的心电图,保存于A区,最多可存储180条。心脏远程监护仪iHolter亦不受地域的限制,只要有移动网络存在,均可发送心电图和回复短信。

本文中,应用心脏远程监护仪诊断窦性心律不齐、窦性停搏、心房扑动、频发室性早搏、ST-T改变和A型预激综合征各1例,这表明心脏远程监护仪在诊断突发性心律失常或心肌缺血方面,呈现出了独特的优势,具有很高的临床应用价值。

摘要：目的探讨心脏远程监护仪手动记录的临床意义。方法回顾分析6例心血管病患者应用心脏远程监护仪手动记录模式发送的心电图。结果心电图分别显示窦性心律不齐、窦性停搏、心房扑动、频发室性早搏、ST-T改变、A型预激波。结论应用心脏远程监护仪手动记录模式对于诊断突发性心律失常和心肌缺血具有重要的临床意义。

关键词：心脏远程监护仪,iHolter,心电图,手动记录

参考文献

[1]余玫,伊永亮,高海青,等.远程监护技术在急性心血管事件中的临床应用[J].中国老年保健医学杂志,2007,5(1):41-44.

[2]林举浮,苏哲坦.电话传送心电图(TTC)的临床应用[J].现代医学仪器与应用,1995,7(3):26-27.

[3]Susan L,Horner.Ambulatory electrocardiography[J].Philadelphia, J.B.ippincott compang,1983.

[4]Heqazy RA,Lotfy WN.The value of Holter monitoring in the assessment of Pediatric patients[J].Indian Pacing Electrophysiol J,2007,7 (4):204-214.

[5]安源,沙洪,王慧艳,等.电话传输式心电远程监护系统的研制[J].医疗卫生装备,2001(3):5-6.

[6]顾菊康,苏哲坦.电话传送心电图的临床应用及评价[J].中国心血管杂志,1999,4(3):187-189.

远程操作监护系统模式的实现篇3

关键词：远方操作监护,高清音视频设备,移动无线发送

随着国家电网公司“五大”体系建设的深入推进, “大运行”建设工作正逐步铺开。湖北省电力公司运维检修部2012年12月制定公司变电运维一体化工作实施方案。该方案明确了运行人员的业务范围为“设备巡视、倒闸操作、维护性检修业务重新整合, 实行一体化运作。运维一体化对现有生产模式进行了较大的调整, 人员劳动强度大, 人员素质要求较高。本文提出实行远方操作监护系统, 实现变电站远方运行操作, 就地稽查;就地操作, 远方监护;远方巡视, 远方安全稽查的功能。

1 远方操作监护系统的组成

系统包括前端采集系统、指挥中心以及通道承载三个部分。前端视频采集系统由便携型摄像机、拾音器等组成。其中摄像机和拾音器都配有专用的发送端和接收端, 负责将摄像机采集的视频图像、以及实时的语音上传到运维操作站, 通过远方监护人员的指导、记录和管理前端检修人员的每一个操作。前端视频设备分为固定式视频终端、移动式视频终端, 监控中心包括中心服务器、存储服务器和监控主机, 通过安装中心管理软件实现对各变电站点视频的观看和存储, 实现对前端视频设备的控制。

通道承载系统基于现有电力的信息网络, 在监控中心以及分变电站点, 分别接入无线发射接收装置, 形成专用网络, 两端无线装置运用专用的700-900MHz的频率发送和接收信息, 避免了变电站内电磁的干扰。

变电站内工作人员和远方负责监护的人员可双向传输语音, 变电站内工作人员随身携带的便携式摄像机和拾音器, 实时的与远方监护人员交流, 远方监护人员可以实时的监视并指导前端人员的操作。在顺利完成操作的工作之后, 远方监控中心存储服务器可将操作的每一个环节记录并保存。

2“便携型”操作远方监护系统装置的研制

“便携型”操作远方监护系统装置包括发射机和接收机两部分。发射机集发射天线、功率放大、数字调制、视音频数字压缩于一体, 可单独背负使用。它单向传输一路图像、两路伴音、一路RS232数据。最大功率可选2W以上, 具有传输距离远, 方便携带的特点, 可用于现场高清晰图像采集和传输, 传输距离可达1公里。

2.1 具有夜视红外的功能小体积高清摄像机的研制。

本系统我们需要在保证视频效果的前提下, 改变前端摄像机的外端, 便于运行人员的移动。传统的模拟摄像机, 由于模拟编码比较简易, 可以把模拟摄像机的体积做得很小, 但是模拟摄像机的清晰度不高, 始终达不到目前主流的720P视频效果。同时, 由于网络高清摄像机本身结构以及元件大小的缘故, 做到体积很小也需要一定的改变。为了满足对前端摄像机体积小并保证高清夜视功能的这种需求, 研制了具有夜视红外的功能小体积高清摄像机。

2.2

非视距 (NLOS) 移动 (Mobile) 无线 (Wireless) 实时视频 (Real-time video) 传输。用128位AES数字加密技术、无线宽带多载波加密、加扰技术, 实现全数字信号处理, 同时使用了超大容量FPGA设计, 提高系统集成度, 这些都保证了整个系统的保密性、稳定性及可靠性, 使客户空中传输信息充分得到安全保障。

2.3 远方监护指挥中心的建立。

监护中心包括中心服务器、存储服务器和监控主机, 通过安装中心管理软件实现对各变电站点视频的观看和存储, 实现对前端视频设备的控制。

2.4 设备抗电磁干扰的应对策略。

变电站运行设备强烈的电磁干扰会影响无线设备的稳定性。在实际运行变电站环境中测试, 改变无线设备的频率或者功率, 得出合理的设置值, 从而减少并消除这种影响。

3 通信通道与网络

为了保证运行时的安全需要组建安全可靠的网络。通道方面, 系统搭建在现有1000M光纤互联的内网基础之上, 保证高清视频流的传输。系统站内部分通过双绞线与站内接入交换机互联实现100M接入, 站内接入交换机与上联汇聚层、核心层交换机通过铺设的1000M光纤通道互联接入内部网。

通道承载系统分为两个部分:前端变电站与后端监护指挥中心之间的通道, 前端摄像机和前端变电站信息设备之间的通道。前端变电站与后端监护指挥中心之间的通道是基于现有的信息网络, 在现有的信息网络中划分一条隔离的通道, 使远方监护指挥中心以及各分变电站点形成一张独立的专用网络, 不影响其他的信息网络和通道。

4 系统效果测试

在蒋岗110k V变电站测试倒闸操作远程监护效果。

前端采用移动式摄像机以及固定的摄像机, 后端监护指挥中心采用管理存储服务器。前端移动式摄像机集成在国家电网专用头盔, 前端无线设备和前端供电蓄电池放置于小背包, 头盔和小背包均由操作人员佩戴, 操作人员在蒋岗变电站内移动, 包括高压区, 通信区, 整个变电站区内移动。无线的接收设备以及天线安装在通信机房内, 通过网络接入电力划分的专用信息网。

设备安装配置完成后, 我们在后端管理服务器, 通过IE客户端和网管软件两种方式, 观看前端摄像机, 监护人员在蒋岗变电站内操作摄录的相关画面, 并进行了实时的语音双方交流。同时, 在服务器端, 进行了相关的存储, 在测试结束后, 通过后端服务器, 观看了录制的画面。

结语

本文研制了远方操作监护系统, 该系统将改变现有的偏远变电站的运行模式。变电站留守人员在变电站现场倒闸操作、设备巡视, 远方运行人员利用操作远方监护系统监护。对于已具备“远动”条件的操作, 还可在SCADA系统上远方操作, 利用远方操作监护系统监护。在顺利完成操作的工作之后, 远方监护中心存储服务器可将操作的每一个环节记录并保存, 从而实现远方安全监护。

参考文献

[1]湖北省电力公司运检[2012]49号, 关于印发湖北省电力公司变电运维一体化工作方案的通知[S].

[2]国家电网安监[2006]904号文, 防止电气误操作安全管理规定[S].

心电远程监护系统的研究进展篇4

现代社会中,心血管疾病是严重威胁人类健康和生命的主要疾病之一,全世界人口平均患病率为10%～30%,并有逐年增长的趋势[1]。心血管疾病已经成为威胁人类生命健康的第一大杀手,据统计:全世界死亡人数中,死于此类疾病的人约占三分之一。中国心血管疾病患者现已超过1.5亿,心血管疾病是目前中国人群最主要的死因,约占总死亡人数的34%～40%。可见,心血管疾病的预防与诊断对全社会具有重要的意义。由于心血管疾病具有偶然性和突发性,在日常生活中对患病人群进行心电监护显得尤为重要。

1 心电监护系统的发展回顾

心电远程监护系统就是起源于Holter系统。早在二十世纪三四十年代,美国科学家Norman J.Holter博士就致力于生物信号遥测技术的研究[2]。1949年,他首创了遥测心电图装置,并于二十世纪六十年代成功地研制出集收发于一体的心电监护系统-Holter系统。Holter系统通过记录(24～72)h的心电图,对患者在正常生活、工作及活动时的心电变化加以分析,成为检测心律失常、心肌缺血的重要而有效的诊断方法,也为一些心脏病的早期诊断和治疗起到了积极的推动作用。但是这种监护不具有实时性,必须要在监护过程结束后再进行心电资料的分析,病人发病时很难得到医生及时的诊断和救治[3]。而且由于其存储量太小,仅能存储极少量的心电数据,不能保证数据的完整性,一些有价值的心电数据还是不可避免地被丢失,这大大降低了诊断的准确率。

随着现代通信技术的高速发展及其在医疗领域的应用,近些年,心电远程监护系统发生了革命性的变化,Holter逐渐演变成为了心电远程监护系统的前端装置,将传统的Holter和计算机网络以及移动通讯技术相结合这一趋势愈加明显。心电远程监护系统中的关键技术——心电数据的传输正在逐步成熟起来,不断促进着心电远程实时监护的发展。

2 心电远程监护系统的发展现状

随着因特网(Internet)和移动通讯网等宏观基础设施的普及和发展,通信手段和技术的不断发展,近年来心电远程监护正沿着因特网和无线移动监护两个方向快速发展[4][5]。

2.1 基于因特网的远程心电监护

基于因特网的远程心电监护系统是指利用心电监护客户端采集患者的心电信号,然后通过互联网将心电信号传输至监护中心服务器,等待医护人员对患者心电图进行处理和相应诊断。

整个系统一般由三个部分组成:分别是客户终端、因特网和管理中心工作站。客户终端是由心电信号采集器和可连接因特网的工作站构成,它可以完成采集患者心电信号、进行简单数据处理以及将数据上传至因特网等功能。而根据接入因特网的方式不同,系统有不同的设计方案。主要方式有PSTN、ISDN、以太网等几种。PSTN (Published Switched Telephone Network,公用电话交换网)覆盖面最广、接入方式实现方便,但受其带宽限制,信息传输速率不高;1SDN(Integrated Service Digital Network)将传输过程数字化,使得传输速度很高,并可同时实现语音、数据、图像等的传送;以太网是目前使用最广泛的局域网技术,由于其低成本、可扩展性强、与IP网结合性强等优势,现在很多系统普遍采用以太网接入方式。而远程心电监护管理中心工作站一般配备有高性能的服务器,可实现实时的接收患者心电数据、存储并分析处理数据、管理患者基本资料及心电数据、网络安全管理等。通过因特网技术,可将心电图监护从病房监护拓展到社区或家庭,监护中心的医护人员可以及时分析患者的心电数据,并可根据需要随时将医嘱发送到患者的监护仪上。

徐立新[6]等人选用ETR232i网络转换控制模块作为心电远程监护系统中数据接收转发器。心电信号通过单片机送入ETR23i模块,在ETR232i模块内对心电数据做协议转换处理后,通过网络接口发送到宽带网上,最后由监护中心工作站接收。心电数据接收转发器客户端应用程序会首先进行以太网接口的初始化,然后主动与监护中心工作站建立一个连接,连接成功后,ETR232i网络模块即可进入工作状态,不断地接收心电数据,在进行预处理后通过已建立的连接将数据发送到心电实时监控服务器,从而实现了病人心电信号的远程采集和传输。

基于因特网的心电监护系统已有很多生物医学工作者进行了研究并应用于临床监护,但是其仍存在一些弊端:比如由于其设备的局限,只能应用于固定环境,使得受监护人群的活动范围仍然受到限制,不能满足患者的正常生活;其次,系统的前提是必备可以接入因特网的工作站,一般是PC机,从而造成了较高的功耗和成本;另外,传输速度容易受用户数量和网络安全性等问题的影响,而降低远程监护的服务质量。

2.2 无线通信技术与因特网相结合的心电监护

基于无线通信的心电无线监护系统采用可携带式的实时监控心电信号的监护仪,利用无线通信技术与监护中心进行数据通讯,无线传输无须线缆介质,使用者可以不受时间、地点的限制,随时随地得到监护中心的监护[7]。目前,市场上运用蓝牙[8]、GSM[9]等无线移动通信技术实现的心电无线监护系统应用非常广泛,但由于受到传输距离、无线传输频率的制约,仍未能形成完善可靠的远程在线实时监护产品。

近几年心电远程监护的研究热点是将无线通信技术和因特网技术紧密结合。将两种技术相结合,弥补了单纯依靠因特网时,将受测者限制在固定环境的不足;同时也弥补了单纯依靠无线技术时,只能将受测者的数据在移动监护终端之间传递,从而造成的成本高、不易普及、数据处理分析手段单一等劣势。心电数据传输率、数据传输可靠性得到大幅度提高,高效整合了丰富的通信资源和强大的网络优势,实现心电监护的无线化和网络化。

2.2.1 基于CDMA技术与因特网的心电监护

CDMA是码分多址(Code Division Multiple Access)的英文缩写,它是在扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术,是近几年发展起来的比GSM更先进的无线通讯技术。

CDMA与GSM相比的优势在于:①系统容量大:实际使用中,在使用相同频率资源的情况下,CDMA移动网比GSM容量大(4～5)倍;②抗干扰能力强:这是扩频通信的基本特点,是所有通信方式无法比拟的;③多个用户同时接收,同时发送;④建网成本低:CDMA技术通过在每个蜂窝的每个部分使用相同的频率,所需基站少,降低了建网成本,推广起来更加迅速;⑤运营成本相对较低,每兆比特的数据信息成本不到0.6元。

基于CDMA技术和因特网的心电监护系统一般由心电监护终端、移动通信网络和中心服务站三部分组成,图1是其系统框图。王鸿鹏[10]等人利用完善优化后的CDMA网络CDMA 1X的技术和资源优势,提出了基于CDMA 1X的远程心电监护系统。在心电监护终端,采用美国PBI公司生产的12导联同步心电采集器对心电数据进行采集、预处理、A/D转换等,并通过USB口将心电信号传送到PDA移动监护终端。PDA使用华硕生产的A730,它可存储数据,并进行简单处理、压缩和打包,再通过CF插槽连接CDMA无线上网卡,将心电数据发送至CDMA 1X网络。通过网,关和Internet连接,最终将数据传送到中心服务站,由中心服务站负责对病人心电数据进行分析和管理。Wan-Young Chung[11]等人研制了一种基于CDMA技术的远程无线健康监护系统。系统利用一个小型的心电采集器采集、预处理患者的生理信号,将信号通过数据发送模块发送到基于IEEE802.15.4标准的无线局域网中,直接由医学监护中心或医用PDA接收,如果患者不在局域网范围内,数据发送模块可以通过RS232将数据传到移动电话,再由移动电话连接CDMA移动网络并将生理数据发送出去。移动电话还可在本地对心电信号进行简单分析,从而降低了网络拥堵对信号传送带来的影响,也降低了医院监护中心的成本。Il Hyung Shin[12]等人研发了一种基于CDMA的便携式设备,可用于慢性肺病或心脏病人日常在家中测量血氧饱和度(SpO2)和心电信号,并可连接到CDMA网络将生理数据传送到监护中心端,该设备还包括一个GPS模块,具备准确追踪佩戴者位置的功能。研究者采用韩国Cyberbank生产的POZ X510型号PDA,将采集到的生理信号进行存储并将它们发送到外部TCP/IP服务器上。POZ X510的大小为52mm×112.5mm×22mm,重151g,满足设备的便携要求。它包含一个LCD模块和一个64MBflash型存储器。PDA通过RS232与生理测量模块连接,并通过内嵌的CDMA模块连接到移动通讯网,遵循RAS协议将数据传送至远程服务器,从而实现对患者心电信号及血氧饱和度的实时监护。吴静[13]等人研究开发了基于CDMA无线网络的心电监护系统。在心电数据采集终端采用双CPU并行工作方式,一个CPU采用美国Microship公司生产的PIC16F877单片机,它内置10位A/D转换器、定时器、串口及I/0口,PIC主要功能是采集、放大心电数据,并通过串行接口将数据传到另一个CPU中;另一个CPU采用基于ARM72OT内核的嵌入式微处理器EP7312,它可通过串口与CDMA模块连接。CDMA无线模块采用ZTEIT的MG801A,它支持CDMA1X标准,工作频率为800MHz,能完成语音数据、传真等功能。整个系统具有实时采集、处理、存储和远程传输心电等功能,实现了对心脏病患者的实时监护。

2.2.2 基于GPRS技术与因特网的心电监护[14]

GPRS(General Packet Radio Service)是通用分组无线业务的简称,它是在GSM系统基础上发展出来的一种新的承载业务。GPRS和CDMA一样,同属于移动通讯第2.5代技术,它提供点到点的、广域的无线IP连接。与原有的GSM系统相比较,GPRS在数据的传输上进行了彻底的革新。GSM是一种电路交换系统,而GPRS是一种分组交换数据承载和传输方式,因此GPRS在数据业务的承载和支持上具有非常明显的优势,特别适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输,也适用于偶尔的大数据量传输。而与同属于第2.5代通讯技术的CDMA相比,GPRS由于具有GSM公共网络的基础,网络建设更加完善,地域的网络覆盖范围更广。

基于GPRS移动通信网的心电监护是一种新型长时间心电监护系统,由于GPRS网络可以支持点对点连接,因此两个GPRS监护终端可以经由移动网连接进行通信,使患者与医生或家属之间可以直接进行沟通。患者还可以通过GPRS网接入Internet网来与监护中心进行通信。

基于GPRS的心电远程监控系统具有以下特点[15]:①接入范围广,可充分利用覆盖全国的电信网络;②高速传输,数据传输速度可达57.6 kbps,最高可达到171 kbps;③实时在线,用户一旦连网,将始终处于连线和在线状态,这将使用户端发起数据传输变得十分方便;④登陆快捷,只需一个激活的过程,一般只需(1～3)秒的时间马上就能接入GPRS;⑤按量计费,用户可以一直在线,按照用户接收和发送数据包的数量来收取费用。

基于CPRS技术和因特网的心电监护系统一般由心电监护终端、移动通信网络和中心服务站三部分组成,中心服务站一般包括服务器和医院监护站[16],图2是其系统框图。

代少升[17]等人研制的便携式远程心电实时监护仪,实现了院外流动病人的远程监护和治疗。其心电信号的采集处理模块选用三星的S3C44BOX 16/32位RISC处理器,它扩展了一片32Mbytes的FLASH存储器,能够连续存储24h的心电数据,并在GPRS网络畅通或心电数据需要重发时再一次进行上传。心电数据的无线发送模块选用BENQ公司的无线三频带模块M22,该模块内嵌有TCP/IP协议,能够自动识别波特率,并且支持AT命令,主控处理器可通过AT命令控制M22模块进行GPRS数据无线传输。心电数据经采集处理模块送入GPRS模块,再经GPRS无线网接入Internet网,实现便携式心电监护仪与远程监护中心的数据传输。姚湘平[18]等人设计了一种基于GPRS的远程心电实时监护终端,它主要由心电采集模块、主控单片机模块、GPRS无线通信模块电源模块组成。其中主控单片机采用PIC16F877A,主要完成心电信号A/D转换并与GPRS模块进行通信,单片机还扩展了MBN and Flash存储器,用于暂时存储心电数据,等待集中发送。GPRS无线模块采用了Wavecom公司的WISMO QuikQ2406B,模块基带部分内嵌了GSM/GPRS协议栈和TCP/IP协议栈,便于开发。单片机和GPRS无线模块初始化后,单片机以500Hz采样频率对心电信号进行采样,并通过GPRS无线模块向外发送心电数据,从而实现心电无线实时监护。

3 小结与展望

近年来,现代医疗的重心已逐步由原来的治疗为主转为预防、病后监护恢复为主。通过电话、电脑、网络、远程诊疗等方式为患者提供及时有效的监护已成为现实,这无论对增强医院的医疗能力,还是对减轻患者负担都具有非常重要的现实意义和推广价值。目前,心电远程监护技术已经成为各厂商及研究机构极为关注的领域。心电监护系统的无线化、网络化、人性化是发展趋势,便携式、模块式、易操作、价格低廉的心电监护产品将成为未来市场的主流。正逐步发展起来的第三代移动通信技术3G技术,能极大地增加系统容量、提高通信质量和数据传输速率,并且利用在不同网络间的无缝漫游技术,更好地将无线通信系统和Internet连接起来,从而可对心电远程监护系统提供更稳定的更强有力的技术基础。

心脏远程监护系统篇5

随着社会经济的快速发展和人们自我保健意识的提高,人们对医疗服务的质量要求也越来越高,希望无论在家中、上班或外出旅游时都能进行疾病的监护和治疗,而移动通信技术的迅猛发展使人们的这种需求变得更加现实。目前出现的移动心电监护设备中,有的需要借助电话线或有线网络进行心电数据的远程传输,严重限制了病人的活动空间[1];有的需要借助PDA(个人数字助理)或移动手机进行无线数据的传输,设备价格昂贵,不能满足大多数病人的消费需求。

本文介绍了所研制的一种基于GPRS(通用分组无线电业务)网络的便携式心电实时监护仪。该监护仪充分利用了GPRS网络覆盖的广泛性,给遍布全球的流动病人远程实时监护提供了极大的方便。

GPRS是一项无线高速数据传输技术,作为GSM(全球移动通信系统)网络向第三代系统过渡的方案,其网络组建具有自身的特点,数据是以“分组”的形式通过GSM系统的空中信道进行传送的;GPRS网络具有快捷登录、永远在线、按量计费的优点。病人在GPRS网络覆盖的范围内,可以随时使用便携式远程心电监护仪,实时监测并上传心电数据到医院监护中心,通过永远在线的GPRS网络及时将医生的建议和诊断结果反馈给病人,以实现疾病的早期预防和治疗。

1 便携式心电实时监护仪的构成及实现原理

便携式心电实时监护仪主要由心电信号的放大和滤波电路、心电信号的采集处理模块、心电数据的存储模块、心电数据的无线发送模块和电源管理模块构成。构成框图见图1。

便携式远程心电实时监护仪的工作原理是:由探测电极感应的人体微弱的心电信号首先送入前端放大、滤波电路,经前端预处理后直接送入信号的采集处理模块进行A/D转换,转换后的心电数据送入外部扩展存储器中进行存储,同时送入微处理器进行实时处理。处理后的心电数据通过串口送入无线发送模块中,借助GPRS移动通信网络将心电数据上传到医院监护中心。医院监护中心对收到的心电数据进行实时处理和分析,并在显示设备上进行心电特征参数和波形的显示,医生根据显示结果对病情进行分析和诊断,诊断结果存储在医院监护中心中,同时通过GPRS网络及时反馈给病人,使病人能够及时了解自己的病情和决定是否采取进一步治疗措施。图2给出了整个远程监护系统的网络图。

1.1 心电信号的放大和滤波电路

心电信号的放大、滤波电路采用TI公司的TLC2264四路运算放大器,具有轨对轨的输出性能。该放大器具有较高的输入阻抗和非常低的噪声,适合于高阻抗源的小信号调节,由于它的微功耗,使该器件非常适合于便携式医疗仪器的研制。

心电信号的放大、滤波电路主要完成微弱心电信号的放大及滤除混入心电信号中的噪声。当微弱的心电信号送入放大电路后,经滤波电路输出的心电信号带宽为0.5 Hz～45 Hz,经放大电路输出的心电信号幅值为A/D转换要求的幅值,输出后的心电信号直接送入后端的A/D转换器进行数字化处理。

1.2 心电信号的采集处理模块

心电信号的采集处理模块选用SAMSUNG公司的S3C2410X 16/32位RISC处理器。S3C2410X微处理器是专为手持设备和一般应用提供的高性价比和高性能的微控制器,它使用ARM9TDMI内核,最高工作频率可达到203 MHz,集成了LCD控制器、外部存储器控制器、4通道PWM定时器、8通道10 bit A/D转换器等外围器件。工作电压为内核电压1.8 V,I/O电压3.3 V。

为了减少监护仪的设计尺寸,采用处理器模块集成的A/D转换器。为了避免GPRS无线网络拥挤和堵塞现象,监护仪扩展了一片32MB的Flash存储器, 它能够连续存储24 h的心电数据,并在GPRS网络畅通或心电数据需要重发时再一次进行上传。为了保证心电数据实时传输的正确性,对每个传输的数据包进行了奇偶校验,在校验码得到核对后再进行下一个数据包的传输,这样能够很好地保证心电数据传输的真实性和可靠性,为病人的正确监护和治疗提供保证。

1.3 心电数据的无线发送模块

心电数据的无线发送模块选用BENQ公司的无线三频带模块M22。该模块集成有基带处理器、Flash存储器、RF接口、普通I/O口、通用异步收发器、SIM卡接口、电池及LED接口。M22支持GSM语音、数据、传真、短消息及GPRS 数据传输业务等,数据传输速率高达115.2 kbit/s。M22模块内嵌有TCP/IP协议,能够自动识别波特率。BENQ支持AT命令,主控处理器通过使用AT命令直接控制M22模块进行GPRS数据无线传输。便携式心电实时监护仪利用GPRS网络建立在移动用户和数据网络之间的一种连接,实现心电数据的无线远程传输。在该监护仪中,采集处理模块与GPRS模块间是通过串行口进行通信的,通信协议是AT指令集;GPRS模块与GSM/GPRS移动通信网络的SGSN通信时遵循PPP(点对点协议);心电数据经采集处理模块送入GPRS模块,再经GPRS无线网接入Internet,实现便携式心电监护仪与远程监护中心的数据传输。

1.4 电源模块

便携式心电实时监护仪需要3种电源电压:心电信号的放大和滤波电路需要5 V电压;无线发送模块需要4 V电压;其他模块需要3.3 V电压。为此,选用RICHTEK公司的RT9278。RT9278封装尺寸小,转换效率高,输出电流高达2 A。便携式心电实时监护仪采用一种输入电压,通过调整RT9278的外围电路可以输出0～20 V之间的多种输出电压,很好地满足多电压混合系统的设计。由于便携式心电实时监护仪要求能够实现24 h的连续心电监护,并且能够便携,所以在电源供电方式上选用可充电的2 200 mA·h锂电池。为了达到系统的低功耗设计,在采集处理模块和无线发送模块中均采用了低功耗设计,即工作状态时上电、休闲状态时掉电模式。通过实验发现,便携式心电实时监护仪正常工作时平均电流小于75 mA,因此选用2 200 mA·h锂电池能够很好地满足监护仪连续24 h的工作需要。

2 便携式心电实时监护仪的软件设计

固化在便携式心电实时监护仪中的软件主要包括:心电数据的采集程序、心电数据的智能分析程序、无线通信模块的控制程序。其中:心电数据的采集程序主要实现A/D的初始化配置、A/D的启停及A/D采样频率的控制;智能分析程序主要完成心电数据的分析、处理、心电特征参数的提取及控制LCD的显示;无线通信模块的控制程序主要用于初始化GPRS模块及读写GPRS内存。

3 实验结果

10名受试者在一天的5个时段分别进行心电信号传输实验,每次实验持续30 min,重复传输10次,每次传输2 min心电数据。心电服务器由一台连接Internet 的装有远程心电服务器软件的计算机模拟,受试者的基本信息已预先设定并存储在模拟心电服务器上。模拟心电服务器同时显示心电波形和受试者的相关信息,医生可对接收到的心电数据进行滤波、打印等操作,数据同时被存人心电数据库中。逐字节比较发送心电数据与服务器接收的数据,统计不同字节的个数并除以数据段总字节数,即为传输误码率,该指标可反映数据传输的准确性,结果如表1 所示。表中的误码率和传输速度均为多次实验的平均值。

多次重复实验的误码率均为0,表明该系统可准确传输心电信号,且性能稳定,但传输速度在不同时段有较大差异。凌晨和中午时段传输速度相当快,而上下午的工作时间及晚间数据传输速度较低。这是因为凌晨和中午为休息时间,用户少、数据流量小,网络运行比较顺畅,因而传输速度较快;工作时间及晚间均为网络运行的高峰期,巨大的数据流量造成传输通道堵塞,因而传输速度明显降低,有时甚至无法登录网络。这表明数据传输速度明显受到GPRS网络运行情况的影响。

便携式远程心电实时监护仪已经研制成功。对整个监护仪进行了功耗测试,仪器的静态工作电流平均为30 mA,动态工作电流平均为70 mA,电池能够连续工作31 h。由于在设计过程中,采用多层PCB设计,尽量选用小体积、低功耗的贴片封装芯片,将无线通信模块重叠安装在采集处理模块上,实现整个监护仪的尺寸为7 cm×5 cm×1.2 cm,重量为210 g,很好地满足了便携式远程心电监护仪小体积,低功耗,低成本的要求。对便携式远程心电监护仪进行了远程数据传输实验,经过多次反复测试,医院监护中心正确无误地接收到心电数据。

便携式远程心电实时监护仪远程监护效果理想,病人佩戴方便,但也存在网络堵塞问题。由于借助GPRS移动通信网络,在白天移动用户较多时会出现心电波形时断时续的现象,但由于在监护仪中扩展有32 MB的Flash存储器,不会造成心电数据的丢失。

参考文献

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心脏远程监护系统篇6

1 远程监护系统的系统架构分析

1.1 需求分析

从安防角度来讲, 智能家居安防系统可实现家居安防的报警点的等级布防, 并采用逻辑判断, 避免系统误报警;可采用手机或者平板电脑对系统进行布防、撤防, 一旦发生报警, 系统自动确认报警信息、状态及位置, 而且报警时能够自动强制占线。本系统基于以下的主要需求展开研究:

1.1.1 报警及联动需求

通过安装门磁、窗磁, 防止非法入侵, 主人可通过安装在住户室内的报警控制器, 在手机上得到信号从而快速接警处理。同时, 报警联动控制可在室内发生报警时, 系统向外发出报警信息的同时, 可自动打开室内的照明灯光、启动警号等。

1.1.2 紧急求助需求

安装在室内的报警控制器具有紧急呼叫功能, 小区管理中心可对住户的紧急求助信号做出回应和救助。

1.1.3 报警管理显示需求

住户离开家时, 设防进入离家模式即防盗报警状态, 为有效防止非法入侵, 用户的手机可实时接收报警信号, 自动显示报警类型, 并自动进行系统信息存档。

1.1.4 设/撤防联动控制需求

主人外出前启动安全防范系统的同时, 系统可以联动切断某些家用电器的电源, 例如:关掉所有的灯光, 切断电熨斗、电水壶、电视机等家用电器的插座电源等;主人回家时可调整为正常, 进入在家撤防模式, 部分照明灯自动打开, 门磁和窗磁离线, 而室内烟感探测器和厨房的可燃气体探测器仍在报警模式。

当然, 家庭智能安防系统是智能化住宅小区的重要组成部分, 通过小区与家庭安防系统对小区及家居重点区域的实时监控、层层设防, 可让小区居民生活在无形防盗网之中, 先进的人性化防范, 也让智能住宅小区具备了立体化、全方位的安全保障。

1.2 架构设计

本系统由无线传感器, 嵌入式系统, GPRS信息传递系统, 互联网信息收集系统五个主要部分组成。前端的无线传感器可分为无线烟雾传感器, 无线煤气探测器, 无线红外传感器, 无线红外对射等。若有人非法入侵或有意外发生等, 无线传感器便会立刻将报警信号传递到嵌入式系统, 嵌入式系统通过GPRS将信息通过互联网传递到警情应用管理服务器上, 同时能传递至用户的手机或电脑上, 手机软件和电脑浏览器会记录下这些信息, 以备查阅, 如图1所示。

2 系统架构的实现

该系统由硬件与软件两大模块实现, 硬件模块中由传感器模块, 主控模块, 通信模块三个主要部分组成, 具体运行流程如图2所示。

2.1 硬件部分的实现

2.1.1 传感器模块

传感器模块由Zig Bee模块来实现, Zig Bee模块采用CC2530芯片, 它是德州仪器生产的、基于2.4 GHz无线发射与接收器, 内部包括数据的筛选以及地址的识别功能, 同时内部集成了8051的CPU核。在Zig Bee的节点模块中, 配置了MQ-2系列的可燃气体及烟雾传感器模块 (检测可燃气体的浓度) 、人体红外感应模块 (感应到人体活动) 、电磁继电器 (通过接入电器的零线和火线至继电器的常闭端以及公共端来控制电器设备) 、DS18B20温度传感器 (检测温度值) 以及光敏传感器 (检测光照值) 。而Zig Bee的网关模块主要接收节点的传感信息, 并通过串口将收到的数据实时传输给主控设备。

2.1.2 主控模块

ARM主控模块采用S3C2440A控制器, S3C2440A是韩国三星公司推出的16/32位RISC微控制器, 其CPU采用的是ARM920T内核。ARM内核对传送的数据接收处理, 如图3所示。

2.1.3 通信模组

该通信模组使用SIM300为主芯片, 以无线移动网络GPRS实现点对点数据和语音数据的传输。同时, 模组在网络传输层具备TCP/IP协议, 可实现无线网络通信。模组具有标准的通信串行接口UART, 可与主芯片及其他任何具有标准UART串口的控制器实现连接通信。该模组具备的特性如下:

(1) 兼容GSM Phase 2/2+制式, 并支持三种主流频段DCS1800M、PCS1900ME、GSM900M。

(2) 可提供PPP连接并集成PAP协议。

(3) 具备TCP/IP协议栈, 可实现上网通信功能。

(4) 支持PBCCH (包交换广播控制通道) 。

(5) 满足USSD (无限制的辅助服务数据) 支持。GPRS模组使用标准串口与主控制器进行通讯。模组带有一个10针的接口, 该接口可以直接和MCU相连接。或者用户可以通过模组上的RS232接口和PC机直接相连接使用。GPRS模组需通过J4的电源开关信号 (PWRKEY) 输入引脚向GPRS模组输入上电时序GPRS才能被启动, 启动后GPRS的信号指示灯会闪烁。也可以手动按下GPRS模组上的ON/OFF按键, 大约2秒之后松开, GPRS模组亦可以被启动。GPRS模组启动之后, 即可通过UART接口发送AT指令来控制语音或数据收发。

2.2 软件部分实现

软件设计工作量主要集中在Android客户端、硬件系统中的主控模块以及无线通信节点网关Zig Bee等模块的数据传输管理和控制实现。软件模块采用Linux的程序编写, 它是一套Unix-like的操作系统, 可实现多用户并发请求处理, 它控制整个系统基本服务的核心程序 (kernel) 。移动客户端采用Android用于定制开发, 开源丰富, 如图4所示。

3 实验结果

该系统具有模式切换的功能。当家中无人时, 可利用客户端将手机置于“absence”状态。此时, 该系统的安防设备传感器 (如门磁、窗磁、红外感应探测器等防盗传感器) 均处于工作状态, 有人闯入, 即时触发传感器, 系统自动报警, 并自动上传报警信息给移动客户端。当家中有人, 客户端显示为“present”状态, 智能网关自动关闭安防传感设备, 并打开煤气、烟雾、火灾等预警装置。该模式切换功能可以保证对家中实现全天候的监控, 数据无缝传输到后台服务器, 并实时显示到手机终端。系统功能展示如图5所示。

(a) 求助中心面板。求助中心可以一键报警, 也可以发送图文报警和语音报警, 并把报警信息显示出来。

(b) 撤布防控制面板。可显示各监控地点的信息与监控地的地理位置, 提供远程对主机的撤防、布防工作。

(d) 公共信息面板。以瀑布流的形式来展现云平台中发布的视频信息, 用户也可以自行搜索相关信息。列表中每一个项都是图文形式的, 带视频截图和文字描述信息。

(e) 消息面板。消息列表具有报警消息, 系统消息, 用户消息, 商业消息。

(f) 个人中心面板。个人中心用来导航到个人信息设置, 客户端系统设置, 账户设置等面板。

4 结论

该智慧家居远程监控系统, 通过安置在家中的无线传感器与报警主机, 可将报警信息通过无线报警模块传递到用户的手机或电脑上, 同时通过GPRS系统实现数据的传递与地理位置的显示。该系统能够解决家庭中特殊人群的健康关注和安全防范的问题, 今后将随着各传感器的更新换代, 控制系统成本, 得到更多的市场认同。

摘要：本文提出一种基于视频和安防数据的家庭远程监护系统。该系统由无线传感器与嵌入式报警终端连接, 报警终端通过GPRS与后台服务器实现远程信息交互。同时手机用户利用开发的APP软件与远程服务器相连, 完成家庭远程监控和管理。通过这种基于数据融合的远程家庭监护系统, 满足了家中特殊人群的健康关注和安防需求。

关键词：数据融合,无线传感,远程监控

参考文献

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心脏远程监护系统篇7

随着医疗技术的不断发展和人们健康保健意识的不断增强,对于长期带病和具有突发特点的心脏病患者而言,能够在不影响其日常生活的条件下,实现心电信号的实时监护显得尤为重要,便携式远程心电监护设备应运而生。

基于GPRS网络远程心电监护系统的电磁辐射较强,而且传输速率较低,信号不稳定[1]。相对于GSM移动通信方式,WCDMA在技术上有着多方面的先进性,尤其在数据速率方面,能够满足高达2 Mbit/s的数据吞吐量,在传输功率方面,信道较好的条件下,发射功率一般低于1 m W,而GSM终端的发射功率最大可达2 W,WCDMA终端具有更低的电磁辐射,对人体的影响更小,待机时间更长[2]。

利用WCDMA网络传送心电信号,无论是在信号的可靠性方面还是在功能的扩展上,都有着广阔的前景。

1 系统设计

1.1 系统结构与功能设计

系统由患者监护终端、医院终端两部分组成(如图1所示)。其中,患者终端部分以S3C2440为中央处理单元,以NANDFlash为存储模块,采用放大、滤波、采样等方法,实现心电信号的实时采集和存储,采用SIM5216通信模块发送和接收数据。医院终端部分通过互联网连接到患者终端,能够显示、存储、分析和回放信号,并且能够向患者终端发送医嘱信息,为患者提供治疗指导。

1.2 患者监护终端硬件设计

便携式的患者监护终端要求体积小、功耗低,主要包括信号处理部分、心电采集部分、信号发送部分、电源模块和人机接口部分等[3](如图2所示)。

1.2.1 心电信号的前期处理设计

心电信号的前期处理是利用放大、滤波的方法处理信号,为后期的采样做准备。心电监护不同于心电图的测量,并不需要得到像心电图那样精准的信息,但是对信号的连续性、实时性要求很高。心电信号具有低幅值、低频率、强噪声背景等特征,只有经过前期处理,才能用于采样、发送和分析。

(1)初级放大采用仪表放大器INA326,调整初级放大倍数大约为10倍,以便于后期处理。

(2)经过初级电路放大的信号中还混杂有50 Hz的工频信号,不加以滤除的话会有很大的干扰,采用带通滤波器,过滤出50 Hz的信号,再与上一级信号相减,得到去除工频干扰的信号。一般情况下,1~25 Hz频率范围心电信号足以满足监护需求[4],我们选取1~100 Hz的信号,采用RC高通滤波电路,滤除低频干扰,再通过二阶低通滤波器,滤除100 Hz以上的信号。

(3)最后,通过主放大电路部分,将心电信号的峰值大约放大至合适的幅度。

1.2.2 采集模块

监护系统需要用到的心电信号频率最高为100 Hz,根据奈奎斯特采样定理[5],采样频率要高于200 Hz,采用400 Hz的采样频率,防止心电信号的损失。

为防止导联脱落或松动而造成误判,必须增加导联脱落检测电路。选取运算放大器LM358,使用单电源供电方法接成跟随器,如果同相端悬空时会输出稳定的高电平。采用S3C2440的一路AD转换通路作为导联脱落检测通路,连续检测到高电平时,即认为导联出现脱落或者松动。

1.2.3 存储模块

为了防止网络信号不稳定、网间切换等原因导致的数据发送丢失,需要先将采样数据存储在Flash存储器中,然后再发送。我们选用K9F2G08大页NANDFlash模块,它具有2 048个模块,每个模块包括64页,每页有2 KB的空间,用于存放数据,64 B用于存放坏块标记和ECC校验码。

1.2.4 人机接口模块

包括显示器、蜂鸣器、按键。

(1)通过显示屏,实时显示心电波形等信息,在导联脱落时显示文字报警信息,并且能够显示医院终端发送的医嘱信息。

(2)蜂鸣器用于在检测到导联脱落时发出声音报警,在收到医嘱信息时发出提示声音。

(3)具有4个按键,分别用于感觉不适时的紧急报警,清除报警和医嘱信息的选择。

1.2.5 发送模块

采用SIM5216模块,通过串口连接到CPU(如图3所示)。此模块支持UMTS/HSPDA网络,提供语音、短信、数据等服务。嵌入了TCP/IP协议栈,可以方便建立网络连接。供电电压为3.3~4.2 V,发射功率低,大部分情况下,功率低于0.25 W。

1.2.6 电源模块

供电电源使用通用的3.7 V、1 500 m A的锂离子电池,采用KD035G3芯片为液晶提供3.3 V的电压,为SIM5216模块提供3.3 V的电压。使用MAX8860EUA芯片为S3C2440芯片提供1.25 V的电压。

1.2.7 中央处理单元

中央处理单元采用三星公司的S3C2440芯片,它基于ARM920T内核,通过配置晶振和锁相环,最大工作频率可达400 MHz,足以满足对心电信号的采集和处理功能。具有UART、GPIO等接口,方便与其他各个模块相连接。

1.3 患者终端软件设计

软件部分的主要功能:信号采集和发送、信息接收、屏幕显示、紧急报警等,软件运行流程如图4所示。

1.3.1 数据采集

配置S3C2440的ADCCON寄存器,使得AD转换方式为读取即转换,设置AD转换的频率为400 Hz。在内存中建立2个2 KB的缓冲区,交替存储采集的数据,每存满一个缓冲区,按照页写入的方法将数据存储到NANDFlash中。

1.3.2 信号发送

发送端采用SIM5216模块,CPU通过向其发送AT指令[6],连接到互联网。APN设置为3 Gnet,链路层采用PPP协议,网络层采用IP协议、传输层采用TCP协议。

医院终端和患者终端采用SERVER/CLIENT模式进行通信,医院终端创建一个Socket与本地的IP地址、端口号进行捆绑,成功后在相应的Socket上监听,捕捉到患者终端的链接请求时,完成一个新的联接,相互发送和接收数据[7]。联接建立后,首先发送注册信息,包括设备的ID号等,医院终端收到注册信息后,向患者终端发出应答,允许其发送采样数据。采用页读取的方法,将NANDFlash中的数据读取到内存中,再通过网络连接,将数据发送到医院终端。出现导联脱落,患者按下报警按键时,发送报警信息。

医生在分析患者的心电信号以后,通过网络连接,将医嘱发送到患者终端,患者终端接收到后,显示到液晶屏幕上,蜂鸣器发出声音提示。

1.3.3 屏幕显示

读取内存中的采样数据,采用双缓冲的方式,将其显示在液晶显示器上,便于患者观察,当收到医院终端发送过来的医嘱信息以后,也将其显示。

1.4 医院终端设计

医院终端的应用程序,用于实现显示、存储以及回放、分析信号、医嘱发送等功能。

监护终端以分包的数据传输方式将信号发送到医院终端,显示患者的实时心电信号,方便医生观察。

后台数据库中存储每名患者的姓名、年龄、性别等信息,主程序连接到后台数据库。当医院终端收到患者终端的注册信息时,通过与医院数据库中的内容进行比对,找到对应的患者,将后续收到的采样数据,存储在与患者信息对应的字段中,要求能够存储每名患者的100条报警信息,以及2 h的心电信号。方便医生随时观察患者在发病时的心电信号波形,查看相关信息。

目前临床医生主要关注的是RR间期,采用二阶差分值检测R波,不仅速度快,而且误检率也很低,一般为0.54%[8],通过R波峰值检测结果,可以方便地推算出RR间期,判断出早搏、停搏、心动过缓,发现异常以后,发出声音及文字报警信息,并且标注出发生异常的区段。医生可以根据患者的具体情况,设置心率报警上下限。

医生作出诊断以后,通过网络连接将医嘱信息发送到患者终端,为患者提供治疗指导。

2 结果与前景

患者终端设备的发射功率低于1 m W,这在人们日益关注辐射对健康影响的当今时代,相对于2G传输方式造成的高辐射,具有明显的优势。只要信号传输稳定,基本可以满足临床上心电监护的需求。存在主要问题:监护的信息不够全面,3G网络在速度方面的巨大优势以及S3C2440芯片强大的处理功能还需要进一步发挥;在本设备的后续功能扩展中,可以将血氧饱和度、血压等测量集成起来,一并发送,以实现更为全面的监护功能。

摘要：目的:研制一种基于3G网络的远程心电监护系统,用以实现心电信号的实时采集、显示、发送等功能。方法:以S3C2440为中央处理单元,以SIM5216为通信模块,采用放大、滤波以及采样等方法处理心电信号,综合运用3G技术以及网络技术发送信号。结果:系统辐射小、功耗低、传输稳定,能够实现显示、分析心电信号,发送医嘱信息等功能。结论:系统为患者和医护人员提供了一种便捷的心电监护方式。既能方便医生的观察与诊断,又能做到基本不影响患者的日常生活。

关键词：3G,心电监护,互联网

参考文献

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